Vedci v spolupráci s prieskumom temnej energie (DES) tento týždeň vydali prvú zo série podrobných máp mapujúcich rozloženie temnej hmoty odvodenej z jej gravitačných účinkov. Nové údaje ukazujú veľké vlákna temnej hmoty, v ktorej ležia viditeľné galaxie a zhluky galaxií a kozmické dutiny, v ktorých sa nachádza veľmi málo galaxií.
"Naša analýza je zatiaľ v súlade s tým, čo predpovedá súčasný obraz vesmíru," uviedol Chihway Chang zo Švajčiarskeho federálneho technologického inštitútu (ETH) v Zürichu, ktorý je spoluzakladateľom tejto analýzy. "Priblížením mapy sme zmerali, ako temná hmota obklopuje galaxie rôznych typov a ako sa spolu vyvíjajú v kozmickom čase."
Výskum a mapy, ktoré pokrývajú veľkú oblohu, sú výsledkom veľkého úsilia medzinárodného tímu z USA, Veľkej Británie, Španielska, Nemecka, Švajčiarska a Brazílie. Svoje nové výsledky oznámili na stretnutí American Physical Society (APS) v Baltimore v Marylande.
Podľa kozmológov častice temnej hmoty prúdia a zhlukujú sa v čase v konkrétnych oblastiach vesmíru, často na rovnakých miestach, kde sa tvoria a zhlukujú galaxie. V priebehu času sa vesmír rozvíja „kozmický web“. Hoci temná hmota je neviditeľná, rozširuje sa vesmírom a pociťuje ťah gravitácie. Astrofyzici potom môžu rekonštruovať svoje mapy pomocou prieskumu miliónov galaxií, podobne ako by sa dalo odvodiť smerovanie posunu stáda vtákov z jeho tieňa pohybujúceho sa po zemi.
Vedci DES vytvorili mapy pomocou jedného z najvýkonnejších digitálnych fotoaparátov na svete, temnej energetickej kamery s rozlíšením 570 megapixelov (DECam), ktorá je obzvlášť citlivá na svetlo zo vzdialených galaxií. Je namontovaný na 4-metrovom ďalekohľade Victor M. Blanco, ktorý sa nachádza na medziamerickom observatóriu Cerro Tololo v severnom Čile. Každý z jeho snímok zaznamenáva údaje z oblasti, ktorá je 20-krát väčšia ako veľkosť Mesiaca v porovnaní so zemou.
Okrem toho DECam zbiera údaje takmer desaťkrát rýchlejšie ako predchádzajúce počítače. Podľa Davida Bacona na Inštitúte kozmológie a gravitácie University of Portsmouth: „To nám umožňuje hlbšie hľadieť do vesmíru a vidieť jasnejšie účinky temnej hmoty a temnej energie. Je iróniou, že hoci tieto temné entity tvoria 96% nášho vesmíru, ich videnie je ťažké a vyžaduje si obrovské množstvo údajov. “
Ďalekohľad a jeho prístroje umožňujú presné merania pomocou techniky známej ako „gravitačné šošovky“. Astrofyzici študujú malé skreslenie a strih obrázkov galaxií v dôsledku gravitačného ťahu temnej hmoty okolo nich, podobné deformovaným obrazom objektov v lupe, s výnimkou toho, že šošovkové galaxie pozorované vedcami DES sú najmenej 6 miliárd svetelných rokov preč.
Chang a Vinu Vikram (Národné laboratórium Argonne) viedli analýzu, pomocou ktorej sledovali sieť temnej hmoty v bezprecedentných detailoch cez 139 štvorcových stupňov južnej pologule. "Zmerali sme sotva viditeľné deformácie v tvare asi 2 miliónov galaxií na zostavenie týchto nových máp," uviedol Vikram. To predstavuje menej ako 0,4% celej oblohy, ale dokončený prieskum DES mapuje viac ako 30-násobok tejto oblasti v nasledujúcich rokoch.
Svoj výskumný príspevok predložili na uverejnenie v nadchádzajúcom vydaní Mesačné oznámenia Kráľovskej astronomickej spoločnosti, a tím DES ho v utorok zverejnil ako súčasť súboru dokumentov na serveri arXiv.org.
Presnosť a detail týchto veľkých priľahlých máp, ktoré vyrábajú vedci DES, umožní testovanie ďalších kozmologických modelov. „Som skutočne nadšený tým, čo nám tieto mapy povedia o temnej hmote v klastroch galaxií, najmä s ohľadom na teórie modifikovanej gravitácie,“ hovorí Robert Nichol (University of Portsmouth). Einsteinov model gravitácie, všeobecná relativita, by mohol byť nesprávny vo veľkých kozmologických mierkach alebo v najhustejších oblastiach vesmíru a prebiehajúci výskum pomocou prieskumu temnej energie uľahčí jeho skúmanie.
